一种基于定向凝固及单晶铸造用陶瓷模壳的清洗装置的制作方法

本发明属于陶瓷模壳处理，尤其涉及一种基于定向凝固及单晶铸造用陶瓷模壳的清洗装置。

背景技术：

1、陶瓷模壳‌，在精密铸造领域，特指一种用于‌定向凝固‌和‌单晶铸造‌等先进铸造工艺的‌一次性陶瓷型壳‌。它是制造高温合金单晶叶片等关键航空航天发动机部件的核心工艺装备。其内部空腔的形状与最终所需铸件（如涡轮叶片）的形状完全一致。在铸造过程中，高温金属液被浇注到经过预热的陶瓷模壳中，金属在其中冷却、凝固，最终形成铸件。

2、在定向凝固及单晶铸造领域，陶瓷模壳在脱除金属铸件后，其内表面会残留大量的型壳材料、脱模剂、金属氧化物等顽固杂质。传统的清洗方法主要依赖人工刷洗或简单的浸泡冲洗，存在以下问题：

3、‌清洗效率低下‌：对于结构复杂、内腔深窄的陶瓷模壳，人工难以触及所有角落，清洗不彻底。

4、‌易造成损伤‌：人工刷洗力度不易控制，可能对精密陶瓷模壳的内表面造成划伤或破损，影响其重复使用精度。

5、‌劳动强度大、环境差‌：过度依赖高强度的手工打磨、刷洗。这不仅‌清洗效率极低‌，且操作人员的经验、力度难以标准化，此外，过程中产生的大量粉尘也对操作者健康构成威胁。

6、因此，现有技术缺乏一种能高效、自动、无损地清洗复杂结构陶瓷模壳的专用装置，为此我们提出了一种基于定向凝固及单晶铸造用陶瓷模壳的清洗装置。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种基于定向凝固及单晶铸造用陶瓷模壳的清洗装置。

2、为实现上述目的，本发明提出了一种基于定向凝固及单晶铸造用陶瓷模壳的清洗装置，包括清洗箱，所述清洗箱的底部设有超声波发生器，所述清洗箱的内部设有喷淋组件，该喷淋组件从上朝下喷水扰动水流流动，所述清洗箱的顶部固定连接有升降组件，所述升降组件上设有夹持组件，该夹持组件对陶瓷模壳进行夹持，所述夹持组件上设有驱动偏转组件，该驱动偏转组件用于带动夹持组件和陶瓷模壳进行往复摆动清洗。

3、优选的，所述喷淋组件包括设置在清洗箱内部的水泵，所述水泵的出水口固定连接有伸缩管，所述伸缩管的顶端固定连接有固定管，所述固定管的外部固定套设有插接板，且插接板活动插接在清洗箱的顶部，所述固定管远离伸缩管的一端固定连接有与之连通的喷水管。

4、优选的，所述升降组件包括固定连接在清洗箱顶部的两个第一推杆电机，所述第一推杆电机的外部固定套设有升降架，所述升降架的内部转动设有摆动架，所述摆动架的外部固定套设有第一齿轮，所述摆动架的两端固定连接有滑块，所述摆动架的底部固定连接有固定杆，所述固定杆的外部固定套设有固定座。

5、优选的，所述夹持组件包括固定套设在固定座内部的双头气缸，所述双头气缸的输出轴固定连接有侧板，所述侧板上开设有滑动孔，且滑块滑动设置在滑动孔内，两个所述侧板相互靠近的一侧均转动设有转轴，所述转轴上固定套设有第二齿轮，两个所述转轴相互靠近的一端均固定连接有夹板。

6、优选的，所述驱动偏转组件包括固定套设在摆动架外部的两个定位板，两个所述定位板相互靠近的一侧设有第一齿条，且第一齿条与第一齿轮啮合传动，所述第一齿条的两侧沿其长度方向开设有导向槽，且第一齿条借助导向槽滑动设置在定位板的一端，所述第一齿条上转动连接有两个牵引杆，所述牵引杆的底端转动设有升降杆，所述升降杆的中间固定连接有导向杆，所述升降杆的两端固定连接有第二齿条，且第二齿条与第二齿轮啮合传动，所述第二齿条的底部固定连接有可以防水的第二推杆电机，所述第二推杆电机的输出轴固定连接有圆环，所述圆环的内部活动套设有弧形杆，所述弧形杆的一端固定连接有提拉框，所述清洗箱的一侧内壁固定连接有两个导向套，且提拉框活动套设在导向套的内部，所述提拉框的外部活动套设有两个拨动板。

7、优选的，所述清洗箱的顶部设有两个l型板，且拨动板在l型板与清洗箱之间滑动。

8、优选的，所述固定座上开设有导向孔，且导向杆活动贯穿导向孔。

9、优选的，所述插接板的底部开设有插接槽，且插接板借助插接槽插接在清洗箱的顶部。

10、优选的，所述清洗箱的一侧固定连接有与之连通的排水管，且排水管上设有阀门，所述清洗箱的正面设有接料台。

11、通过本发明提出的一种基于定向凝固及单晶铸造用陶瓷模壳的清洗装置能够带来如下有益效果：

12、通过‌超声波发生器‌产生的高频振动与‌喷淋组件‌从上至下的水流扰动相结合，能够在液体中产生空化效应和强力冲刷，有效剥离模壳内壁的顽固附着物，尤其对复杂内腔的清洗效果显著，促使已从表面剥离的杂质迅速离开工件区域，‌防止二次吸附，持续向模壳内腔深部补充含有超声波能量的新鲜清洗液，‌解决了超声波在复杂内腔中能量衰减和分布不均的问题；

13、通过‌升降组件‌、‌夹持组件‌与‌驱动偏转组件‌的联动，能够自动夹持模壳，并使其在清洗液中往复摆动甚至偏转，让清洗液和超声波能量无死角地作用于模壳的各个表面，实现了真正的‌无死角的立体覆盖清洗‌，远超人工作业或单一方向机械清洗的极限；

14、装置通过机械结构实现模壳的固定和运动，避免了人工直接接触和不当用力。夹持力度可控，运动平稳，显著降低了在清洗过程中对精密陶瓷模壳造成物理损伤的风险；

15、整个清洗过程可自动完成，操作人员仅需进行模壳的上下料，远离了清洗液、粉尘和可能的化学试剂，‌极大降低了劳动强度和安全健康风险‌，改善了工作环境；

16、装置集成度高，各组件协同工作。喷淋组件的伸缩管和插接板设计便于取放；驱动偏转组件通过巧妙的齿轮-齿条和连杆机构，将推杆电机的直线运动转化为夹持部件的复杂摆动，结构简单可靠；

17、综上所述，本方案结构简单，设计新颖，有效解决了传统陶瓷模壳清洗方式效率低、效果差、易损伤工件的问题，利用水流的扰动和超声波‌产生的高频振动，有效剥离模壳内壁的顽固附着物，而且摆动的模壳有利于清洗的全面彻底。

1.一种基于定向凝固及单晶铸造用陶瓷模壳的清洗装置，包括清洗箱（1），其特征在于，所述清洗箱（1）的底部设有超声波发生器（2），所述清洗箱（1）的内部设有喷淋组件（3），该喷淋组件（3）从上朝下喷水扰动水流流动，所述清洗箱（1）的顶部固定连接有升降组件（4），所述升降组件（4）上设有夹持组件（5），该夹持组件（5）对陶瓷模壳进行夹持，所述夹持组件（5）上设有驱动偏转组件（6），该驱动偏转组件（6）用于带动夹持组件（5）和陶瓷模壳进行往复摆动清洗。

2.根据权利要求1所述的一种基于定向凝固及单晶铸造用陶瓷模壳的清洗装置，其特征在于，所述喷淋组件（3）包括设置在清洗箱（1）内部的水泵（301），所述水泵（301）的出水口固定连接有伸缩管（302），所述伸缩管（302）的顶端固定连接有固定管（303），所述固定管（303）的外部固定套设有插接板（304），且插接板（304）活动插接在清洗箱（1）的顶部，所述固定管（303）远离伸缩管（302）的一端固定连接有与之连通的喷水管（305）。

3.根据权利要求1所述的一种基于定向凝固及单晶铸造用陶瓷模壳的清洗装置，其特征在于，所述升降组件（4）包括固定连接在清洗箱（1）顶部的两个第一推杆电机（401），所述第一推杆电机（401）的外部固定套设有升降架（402），所述升降架（402）的内部转动设有摆动架（403），所述摆动架（403）的外部固定套设有第一齿轮（404），所述摆动架（403）的两端固定连接有滑块（405），所述摆动架（403）的底部固定连接有固定杆（406），所述固定杆（406）的外部固定套设有固定座（407）。

4.根据权利要求3所述的一种基于定向凝固及单晶铸造用陶瓷模壳的清洗装置，其特征在于，所述夹持组件（5）包括固定套设在固定座（407）内部的双头气缸（501），所述双头气缸（501）的输出轴固定连接有侧板（502），所述侧板（502）上开设有滑动孔（503），且滑块（405）滑动设置在滑动孔（503）内，两个所述侧板（502）相互靠近的一侧均转动设有转轴（504），所述转轴（504）上固定套设有第二齿轮（505），两个所述转轴（504）相互靠近的一端均固定连接有夹板（506）。

5.根据权利要求4所述的一种基于定向凝固及单晶铸造用陶瓷模壳的清洗装置，其特征在于，所述驱动偏转组件（6）包括固定套设在摆动架（403）外部的两个定位板（601），两个所述定位板（601）相互靠近的一侧设有第一齿条（602），且第一齿条（602）与第一齿轮（404）啮合传动，所述第一齿条（602）的两侧沿其长度方向开设有导向槽（603），且第一齿条（602）借助导向槽（603）滑动设置在定位板（601）的一端，所述第一齿条（602）上转动连接有两个牵引杆（604），所述牵引杆（604）的底端转动设有升降杆（605），所述升降杆（605）的中间固定连接有导向杆（606），所述升降杆（605）的两端固定连接有第二齿条（607），且第二齿条（607）与第二齿轮（505）啮合传动，所述第二齿条（607）的底部固定连接有可以防水的第二推杆电机（608），所述第二推杆电机（608）的输出轴固定连接有圆环（609），所述圆环（609）的内部活动套设有弧形杆（610），所述弧形杆（610）的一端固定连接有提拉框（611），所述清洗箱（1）的一侧内壁固定连接有两个导向套（612），且提拉框（611）活动套设在导向套（612）的内部，所述提拉框（611）的外部活动套设有两个拨动板（613）。

6.根据权利要求5所述的一种基于定向凝固及单晶铸造用陶瓷模壳的清洗装置，其特征在于，所述清洗箱（1）的顶部设有两个l型板（7），且拨动板（613）在l型板（7）与清洗箱（1）之间滑动。

7.根据权利要求5所述的一种基于定向凝固及单晶铸造用陶瓷模壳的清洗装置，其特征在于，所述固定座（407）上开设有导向孔，且导向杆（606）活动贯穿导向孔。

8.根据权利要求2所述的一种基于定向凝固及单晶铸造用陶瓷模壳的清洗装置，其特征在于，所述插接板（304）的底部开设有插接槽，且插接板（304）借助插接槽插接在清洗箱（1）的顶部。

9.根据权利要求1所述的一种基于定向凝固及单晶铸造用陶瓷模壳的清洗装置，其特征在于，所述清洗箱（1）的一侧固定连接有与之连通的排水管（8），且排水管（8）上设有阀门，所述清洗箱（1）的正面设有接料台（9）。